熱-力場耦合作用下的TiNi合金馬氏體相變研究.pdf

1、TiNi形狀記憶合金由于具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐腐蝕性能、良好的形狀記憶效應(yīng)、生物相容性以及豐富的馬氏體相變現(xiàn)象，而受到各國材料工作者、工業(yè)界乃至醫(yī)學(xué)界的普遍重視。施加應(yīng)力和應(yīng)變將改變馬氏體相變的特征溫度、馬氏體相變動力學(xué)以及所形成馬氏體的形態(tài)和性質(zhì)。在熱彈性馬氏體相變熱力學(xué)方面，通常是將應(yīng)力作為相彎驅(qū)動力來研究應(yīng)力對相變行為的影響，這樣可基本上解釋了應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變的特征(如Ms點升高等現(xiàn)象)，但難以描述馬氏體變體的生長及偽彈性等行為

2、。 針對上述問題，本論文利用一維金茲堡-朗道理論研究了熱彈性馬氏體在熱/力場耦合作用下的相變行為，與相關(guān)的實驗結(jié)果進行了比較，同時，觀察了在兩場耦合作用下的馬氏體相變的微觀組織形貌；對兩場耦合作用下TiNi合金的雙程記憶效應(yīng)進行了研究，探討了影響合金雙程記憶效應(yīng)的主要因素，觀察了形變誘發(fā)馬氏體的形貌，著重分析了一次形變量對合金雙程記憶效應(yīng)的影響。主要的結(jié)論如下： 馬氏體相變點隨著拉伸應(yīng)力的增大而增大。當應(yīng)力較小時，熱/力

3、場耦合作用下的熱彈性馬氏體相變可分為很明顯的先后兩個過程：變體自協(xié)作生長和取向生長；隨著應(yīng)力增大，變體自協(xié)作生長被抑制，最終變?yōu)樽凅w取向生長的單過程；在一維金茲堡-朗道模型中引入了與應(yīng)力場效應(yīng)相關(guān)的自由能項，計算結(jié)果顯示：應(yīng)力場可提高馬氏體相變特征溫度；在相變過程中，馬氏體相變的亞結(jié)構(gòu)主要有<011>MⅡ型孿晶。同時，發(fā)現(xiàn)有(001)M復(fù)合孿晶的存在。 TiNi合金內(nèi)部的應(yīng)變誘發(fā)馬氏體形貌主要分為條狀、針狀、塊狀三種，其形成的機